1、第二章 噴頭第一節(jié) 噴頭種類及工作原理第二節(jié) 噴頭基本參數(shù)、性能指標(biāo)和影響原因第三節(jié) 搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)第四節(jié) 噴頭選型與布置噴頭的種類及工作原理第1頁第一節(jié) 噴頭種類及工作原理 噴頭是噴灌機(jī)與噴灌系統(tǒng)主要組成部分。 它作用是把有壓水流噴射到空中，散成細(xì)小水滴，并均勻噴灑在澆灌土地上。 所以噴頭性能、結(jié)構(gòu)形式及制造質(zhì)量好壞將直接影響噴灌質(zhì)量。 噴頭的種類及工作原理第2頁噴頭性能 噴 頭噴頭種類和工作原理 射流式噴頭水力學(xué)原理 搖臂式噴頭結(jié)構(gòu) 噴水量工作壓力 射程噴頭的種類及工作原理第3頁按其工作壓力和射程大小能夠分為低壓噴頭(或稱近射程噴頭)、中壓噴(或稱中射程噴頭)和高壓噴頭(或稱高射程噴頭)其

2、劃分界限大致能夠按表1所列范圍分類。當(dāng)前用得最多是中、近射程噴頭，因?yàn)樗哪芰枯^小，而且比較輕易得到很好噴灌質(zhì)量。按照噴頭結(jié)構(gòu)型式與水流性狀能夠分為旋轉(zhuǎn)式、固定式和孔管式三種噴頭種類和工作原理 噴頭的種類及工作原理第4頁噴頭的種類及工作原理第5頁噴頭的種類及工作原理第6頁噴頭的種類及工作原理第7頁 噴 頭 類 別 性 能低壓噴頭中壓噴頭高壓噴頭 工 作 壓 力 （kg/cm2)13355噴 水 量 （m3/h ）40射 程 （m）40噴頭按其工作壓力和射程大小分類噴頭的種類及工作原理第8頁噴頭按其結(jié)構(gòu)分類旋轉(zhuǎn)式噴頭 管孔式噴頭 固定式噴頭 單列孔管 多列孔管 反作用式 葉輪式 搖臂式 離心式

3、 縫隙式 折射式 噴頭的種類及工作原理第9頁固定式噴頭折射式噴頭 離心式噴頭噴頭的種類及工作原理第10頁特點(diǎn)：噴灌過程中，全部部件固定不動，水流以全圓 或扇形同時向四面散開 水流分散，射程?。?10m）噴灌強(qiáng)度大 水滴細(xì)小，工作壓力低 結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長用途： 公園、苗圃、溫室等噴頭的種類及工作原理第11頁旋轉(zhuǎn)式噴頭依據(jù)轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，將旋轉(zhuǎn)式噴頭分為搖臂式、葉輪式、和反作用式齒輪式四種。齒輪式、搖臂式噴頭分別是農(nóng)業(yè)和草坪澆灌中最廣泛兩種噴頭噴頭的種類及工作原理第12頁第二節(jié) 噴頭基本參數(shù)、性能指標(biāo)和影響原因 對于一個好噴頭，既要要求其機(jī)械性能好，即結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；又應(yīng)要求其水力性能

4、好，也就是滿足噴灌主要技術(shù)要求（噴管強(qiáng)度小于土壤入滲率，水滴直徑細(xì)和噴頭組合以后水量分布均勻），而且在一樣工作壓力和一樣流量條件下射程最遠(yuǎn)。這些要求事相互矛盾，相互制約。我們在設(shè)計(jì)和使用噴頭時應(yīng)全方面考慮各方面要求。不能夠片面追求某一指標(biāo)而忽略其它技術(shù)要求，比如，我們不能夠追求射程遠(yuǎn)，而不顧水滴直徑和水量分布要求。而且影響某一水力參數(shù)原因都有好幾個。為了能正確使用和設(shè)計(jì)噴頭，我們就需要了解影響這些水力參數(shù)（射程、噴灑均勻度和水滴直徑）原因，方便實(shí)踐中依據(jù)需要調(diào)整或選擇這些水力參數(shù)，使之符合身產(chǎn)要求。噴頭的種類及工作原理第13頁1、噴水量 噴水量(或稱噴頭流量)是指噴頭在單位時間內(nèi)，噴射出來水體

5、積。 表示符號：q 慣用單位： m3/h 有時也用L/s表示 轉(zhuǎn)換關(guān)系： 1L/s3.6 m3/h 測定方法：常采取體積法，循環(huán)水池三角堰或水表測定。 噴頭性能噴頭的種類及工作原理第14頁 上式中: q噴嘴流量（L/h) Cd流量系數(shù)（0.90.96） d噴嘴直徑（mm） H噴嘴進(jìn)口壓力（m） A單位換算系數(shù)（上述單位時A12.5）計(jì)算噴頭流量半經(jīng)驗(yàn)方程：噴頭的種類及工作原理第15頁 噴嘴直徑5mm, 工作壓力300kPa, 假定Cd=0.94, 計(jì)算其流量。實(shí)例：噴頭的種類及工作原理第16頁 噴頭要求在一定水壓力下才能正常工作。水壓力由水 泵供給或利用天然水頭。故：工作壓力：噴頭正常工作時，

6、所要求噴頭進(jìn)口處水 壓力 表示符號：H 2、工作壓力噴頭性能噴頭的種類及工作原理第17頁慣用單位：米水柱高或千克平方厘米轉(zhuǎn)換關(guān)系： 1千克平方厘米10米水柱 高= 98.07kPa 測定方法：普通用壓力表測定 噴頭的種類及工作原理第18頁工作壓力計(jì)算公式上式中： Hd工作壓力（m） d噴嘴直徑（mm） Kd水滴粉碎系數(shù) 普通：Kd=1017 好：Kd=1114噴頭的種類及工作原理第19頁3、射程 射程：指在無風(fēng)條件下噴頭噴灑水流所能到達(dá)最遠(yuǎn)距離。表示符號：R 慣用單位：m測定方法：要求噴灌強(qiáng)度等于各點(diǎn)噴灌強(qiáng)度平均值5那一點(diǎn)，至噴頭距離作為噴頭射程。影響原因：射程大小，主要決定于工作壓力和噴水量

7、，但也受噴頭結(jié)構(gòu)、自轉(zhuǎn)速度等原因影響。 噴頭性能噴頭的種類及工作原理第20頁上式中：L射程（m）d-噴嘴直徑（mm）h-壓力水頭（m）B-單位換算系數(shù)，當(dāng) B=1.4 當(dāng) 射程分別降低2和4%射程計(jì)算噴頭的種類及工作原理第21頁 計(jì)算以下條件下噴頭射程，噴嘴直徑1.2英寸，壓力水頭h=600kPa，實(shí)例:利用公式：噴頭的種類及工作原理第22頁射流式噴頭水力學(xué)原理 工作壓力、噴水量和射程之間關(guān)系自由出流噴嘴流量可按下式計(jì)算：式中： 噴嘴流量系數(shù)，普通等于0.90.95 噴嘴過水?dāng)嗝娣e（以平方米為單位） 噴嘴出口壓力（以米為單位，等于噴頭工作壓力減去噴頭內(nèi)水頭損失）。由這個公式能夠看出：在噴嘴大小

8、相同時，流量與水頭平方根成正比。 噴頭的種類及工作原理第23頁影響射程其它原因噴射仰角噴頭自轉(zhuǎn)速度噴管結(jié)構(gòu)流 量噴頭的種類及工作原理第24頁 噴射仰角：固體在真空中拋射，射程以仰角45最遠(yuǎn)。但水舌在空氣中噴射仰角與射程關(guān)系，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析得知，當(dāng)其它原因相同時，噴射仰角為2832時射程最遠(yuǎn)。 噴射仰角噴頭自轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)速：當(dāng)噴頭以13分轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時，比噴頭在靜止?fàn)顟B(tài)射程降低1015，射程越大降低百分?jǐn)?shù)越大，轉(zhuǎn)速越大降低百分?jǐn)?shù)也越大。噴頭的種類及工作原理第25頁噴管與整流器 為了爭取更大射程，就必須力爭從噴嘴射出水舌密實(shí)透明(即摻氣少)，表面光滑，水舌內(nèi)水流紊動小。 為抵達(dá)達(dá)些要求，除了噴嘴加工應(yīng)

9、盡可能光滑之外，更主要是進(jìn)入噴嘴水流應(yīng)經(jīng)過整直，使水流平穩(wěn)抵達(dá)大部分流線都平行于水舌軸線。噴頭的種類及工作原理第26頁第三節(jié) 搖臂式噴頭結(jié)構(gòu) 當(dāng)前農(nóng)業(yè)上使用最廣泛是搖臂式噴頭，本節(jié)將詳細(xì)介紹搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)，并說明各部分結(jié)構(gòu)對噴頭影響。 搖臂式噴頭由流道、旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和扇型機(jī)構(gòu)四大部分組成，對于全圓噴灑噴頭則沒有扇型機(jī)構(gòu)。噴頭的種類及工作原理第27頁棉花固定式噴灌噴頭的種類及工作原理第28頁搖臂式噴頭結(jié)構(gòu) 噴 嘴 噴 管整 流 器 彎 管搖 臂彎 管 擺臂彈簧 搖 臂 軸 扇形機(jī)構(gòu) 空 心 軸 軸 套 防沙彈簧 墊 圈 噴頭的種類及工作原理第29頁第四節(jié) 噴頭選型與布置 選擇噴頭時，除

10、需考慮其本身性能，如噴頭工作壓力、流量、射程、組合噴灌強(qiáng)度、噴灑扇形角度可否調(diào)整之外，還必須同時考慮諸如土壤允許噴灌強(qiáng)度、地塊大小形狀、水源條件、用戶要求等原因。另外，同一工程或一個工程同一輪灌組中，最好選取一個型號或性能相同噴頭，方便于澆灌均勻度控制和整個系統(tǒng)運(yùn)行管理。在已建項(xiàng)目中，有為片面追求水景效果，安裝了各種性能截然不一樣噴頭，致使?jié)补嗑鶆蚨葻o法確保。選擇噴頭時需尤其注意是，澆灌系統(tǒng)不是噴泉，其目標(biāo)是為了填補(bǔ)植物需水時空上不足，而不是創(chuàng)作人工水景。所以，只能在首先滿足需水前提下，盡可能照料到景觀效果。 噴頭的種類及工作原理第30頁選擇噴頭組合形式噴頭選擇噴頭組合方式計(jì)算噴頭和支管間距計(jì)

11、算組合平均噴灌強(qiáng)度噴頭的種類及工作原理第31頁噴頭選擇考慮澆灌作物：蔬菜水滴小和噴灌強(qiáng)度較小中低壓噴頭玉米、高粱等水滴較大和噴灌強(qiáng)度較大高壓噴頭考慮土壤：砂壤土噴灌強(qiáng)度較大噴頭粘壤土噴灌強(qiáng)度較小噴頭噴頭的種類及工作原理第32頁考慮風(fēng)速：風(fēng)速大地方宜選取噴灌強(qiáng)度較大、水滴直徑較大中高壓噴頭比如：澆灌作物為蔬菜，砂壤土，宜選取噴灌強(qiáng)度較大而水滴直徑較小噴頭。如選取ZY2噴頭，噴嘴直徑7.0mm，工作壓力350kPa，噴頭流量q=3.2m3 /h，射程R18m噴頭的種類及工作原理第33頁噴頭組合方式標(biāo)準(zhǔn)：在確保噴灑均勻、不留空白情況下，使噴頭和支管距離應(yīng)盡可能大組合方式有：正方形、矩形、正三角形、三角形和扇形等噴頭的種類及工作原理第34頁計(jì)算噴頭和支管間距設(shè)計(jì)射程：R設(shè)KR (K=0.70.9, K反應(yīng)了風(fēng)影響)不一樣布置方式及噴頭、支管間距噴頭的種類及工作原理第35頁計(jì)算組合平均噴灌強(qiáng)度按以下公式計(jì)算：噴頭的種類及工作原理第36頁管網(wǎng)布置 布置標(biāo)準(zhǔn)：1、管道總長短，造價(jià)低 2、有利于管理（輪灌或分） 3、平原區(qū)，支管與作物種植方向一，在山區(qū)， 支管沿等高線布置 4、管線縱剖面應(yīng)力爭平順，